第十四章 机械系统动力学(改)ppt课件.ppt

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1、第十四章机械系统动力学第一节作用在机械上的力及机械运转过程第二节机械系统的等效动力学模型第三节机械系统的运动方程及其求解第四节周期性速度波动及其调节第五节非周期性速度波动及其调节机械原理第一节作用在机械上的力及机械运转过程一、作用在机械上的力二、机械的运转过程第十四章机械系统动力学一、作用在机械上的力1.作用在机械上的工作阻力2.作用在机械上的驱动力第十四章机械系统动力学1.作用在机械上的工作阻力第十四章机械系统动力学（1）工作阻力是常量，即。如起重机、轧钢机等机械的工作阻力。（2）工作阻力随位移而变化，。如空气压缩机，弹簧上的工作阻力。（3）工作阻力随速度而变化。如如鼓风机、离心泵等机

2、械。（4）工作阻力随时间而变化。如球磨机、揉面机等2.作用在机械上的驱动力（3）驱动力是速度的函数。如内燃机、电动机的力为驱动力。第十四章机械系统动力学（1）驱动力为常量。如重锤的重力为驱动力（2）驱动力是位移的函数如弹簧为驱动力。常用原动机机械特性曲线（a)重力；（b)弹力；（c）内燃机；（d)直流串激电动机(e)交流异步电动机解析法研究异步电动机驱动力矩特性第十四章机械系统动力学分别为电机的额定角速度和额定转矩为电机的同步角速度，即旋转磁场的角速度电机的铭牌中查出二、机械的运转过程1.启动阶段2.机械的稳定运转阶段3.机械的停车阶段第十四章机械系统动力学1.机械的起动阶段机械的启动阶

3、段指机械由零转数逐渐上升到正常的工作转数的过程。第十四章机械系统动力学一般空载启动，即。这时外力所作功除克服摩擦功外，全部转换为加速启动的动能，缩短启动时间。在条件许可的情况下，硬是机械在空载下起动，当达到工作转速后再加生产阻力，减轻远东及在起动时的负担，从而选用功率较小的原动机。2.机械的稳定运转阶段动能增量E=0曲柄压力机工作示意图第十四章机械系统动力学等速稳定运转：角速度不变，起重机等机械。周期性变速稳定运转：内燃机，曲柄压力机，刨床等在稳定运转阶段角速度平均值为常数，作周期性的波动。3.机械的停车阶段停车阶段是指机械由稳定运转的工作转数下降到零转数的过程。第十四章机械系统动力学

4、Wd=0，Wr=E（阻力所做的功用来克服稳定运转阶段积累的惯性动能）。由于停车阶段撤掉工作阻力，阻力仅为摩擦力，紧靠摩擦力做功克服惯性动能，会使停车时间过长，为缩短停车阶段的时间，一般在机械中安装制动器。第二节机械系统的等效动力学模型一、等效动力学模型的建立二、等效构件三、等效参量的计算四、实例与分析第十四章机械系统动力学一、等效动力学模型的建立机械的运转与作用在机械上的力及各力的作功情况密切相关。曲柄压力机的受力分析第十四章机械系统动力学二、等效构件第十四章机械系统动力学等效构件的特点：1.能代替整个机械系统的运动。2.等效构件的运动和机械系统中该构件的真实运动一致，等效构件具有的动

5、能应和整个机械系统的动能相等。3.等效构件上的外力在单位时间内所作的功也应等于整个机械系统中各外力在单位时间内所作的功。名词术语：等效转动惯量等效质量等效力矩等效力三、等效参量的计算作定轴转动的等效构件的等效参量的计算作直线移动的等效构件的等效参量的计算第十四章机械系统动力学1.作定轴转动的等效构件的等效参量的计算第十四章机械系统动力学按等动能条件计算等效转动惯量等较构件动能：整个机械系统的动能：1.作定轴转动的等效构件的等效参量的计算第十四章机械系统动力学等效力矩的计算：等效构件的瞬时功率：整个机械系统的瞬时功率为：等效构件的瞬时功率与机械系统的瞬时功率相等：2.作直线移动的等效构件的

6、等效参量的计算动能相等和等功率条件，可分别求解等效质量和等效力：第十四章机械系统动力学四、实例与分析例1在如图所示的轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z1，Z2，Z3，各齿轮与系杆H的质心与其回转中心重合，绕质心的转动惯量分别为J1,J2,J3,JH。有两个行星轮，每个行星轮的质量为m2。若等效构件设置在齿轮1处，求其等效转动惯量Je。第十四章机械系统动力学解：等效构件的动能为：：机构系统的动能为：二者动能相等，两边同除以JJJmvJesHH=+++122122212122[()()]()wwwww第十四章机械系统动力学例1由轮系转动比可有：整理：由该例可知：传动比为常量的机械系统，其等效转

7、动惯量也为常量。第十四章机械系统动力学如图所示正弦机构中，已知曲柄长为l1，绕A轴的转动惯量为J1，构件2、3的质量为m2，m3，作用在构件3上的阻抗力为F3。若等效构件设置在构件1处，求其等效转动惯量Je，并求出阻抗力F3的等效阻抗力矩Mer。第十四章机械系统动力学例2根据动能相等的条件有：由运动分析可知：第十四章机械系统动力学解：式中：阻抗力的瞬时功率等于等效阻抗力的瞬时功率：第十四章机械系统动力学第三节机械系统的运动方程及其求